C++ 单例模式（singleton）

Posted 2021-07-17 小丑快学习

文章目录

• • • 1.static实现
    • 2.计数器实现

1.static实现

单例模式是设计模式中最简单的设计模式，也是做容易实现的模式。所谓单例模式就是让某个类只能产生一个对象。那么在C++语言中该如何设计呢？用static关键字可以实现单例模式，因为static保证同时只有一个对象的产生。下面是单例模式的代码的static实现方式：

class single_printer {
public:
    void print(const string& str);
    static void test() {
        cout<<"hello"<<endl;
    }
    
    static single_printer& get_printer();

  //禁止拷贝
  single_printer(const single_printer&) = delete;
  single_printer& operator=(const single_printer&) = delete;

private:
    single_printer() {};
};

single_printer& single_printer::get_printer() {
    static single_printer single;
    return single;
}
void single_printer::print(const string& str) {
    cout << str << endl;
}

上述代码通过delete禁止拷贝，然后将构造函数声名为private，这样就使得非成员函数没法构造该类的对象，而get_printer为成员函数，因此可以调用private的成员函数，而返回的是一个static对象，这就保证了该类只有一份实体对象。而将器封装于函数内部的好处是，当调用该函数才会产生实体对象，如果不调用该函数则不会产生一份实体对象。
那么对于该对象的调用方式应该是这样的：

single_printer::get_printer().print("hello");

2.计数器实现

除了上述的方法外，也可以用计数器的方式来实现单例模式，计数器的实现参照如下方式：

//采用计数方式实现的单例模式
class printer {
public:
    static printer* get_printer();
    ~printer();
    void print(const string& str);
	 //禁止拷贝
    printer(const printer&) = delete;
    printer & operator=(const printer&) = delete;

private:
    static size_t obj_numbers;
    printer();
};

//静态成员函数类外定义
size_t printer::obj_numbers = 0;

printer::printer() {}

printer::~printer() {
    obj_numbers--;
}
printer* printer::get_printer() {
    if (obj_numbers == 1) return nullptr;
    obj_numbers++;
    return new printer;
    
};
void printer::print(const string& str) {
    cout << str << endl;
}

int main()
{   
    single_printer::get_printer().print("hello");
    printer * single_p = printer::get_printer();
    printer  * more_than_one = printer::get_printer();
    if (more_than_one == nullptr) {
        cout << "只能有一个" << endl;
    }
    delete single_p;
    more_than_one = printer::get_printer();
    if (more_than_one == nullptr) {
        cout << "现在可以了？" << endl;
    }
    else {
        more_than_one->print("可以创建了");
    }
    delete more_than_one;
}

当以已经有一个对象时，我们我们继续尝试获取对象则会得到一个空指针，因此，无论什么情况下都只能产生一个对象。

代码参考《More Effective c++》